image: Richard Corsi demuestra el flujo de aire de un purificador de aire de bajo costo y bricolaje que puede eliminar contaminantes interiores como partículas de humo y partículas respiratorias. También puede reducir la propagación de virus transmitidos por el aire. view more
Credit: Molly Bechtel
Corrección: (25 de marzo de 2025) En el decimotercer párrafo, «entre 3 y 4 pies (91 a 120 centímetros)» debería ser «entre 8 pies (244 centímetros)». Se ha realizado una edición en el comunicado de prensa para corregir esta información.
SAN DIEGO, 24 de marzo de 2025 — Cuando los incendios forestales amenazan a las comunidades, la salud humana se ve afectada mucho más que en el mismo inferno. El humo residual se esparce con la brisa, e infiltra viviendas, escuelas y oficinas. Para ayudar a las personas a protegerse y proteger a sus familias, los investigadores han desarrollado un filtro de aire de bajo costo, duradero y de bricolaje que funciona tan bien como los filtros HEPA más costosos para eliminar el aire interior de contaminantes como el humo y, posiblemente, limitar el impacto de la propagación de enfermedades transmitidas por el aire.
Richard Corsi, decano de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de California en Davis (UC Davis), presentará los resultados de los recientes estudios de filtración de aire de bricolaje de su equipo hoy en el Encuentro digital de primavera de 2025 de la American Chemical Society.
A pesar de los consejos de permanecer en el interior en días con niebla de contaminación o cuando el cielo se llena de humo por incendios forestales, la exposición humana a los contaminantes del aire está dominada por los contaminantes del aire interior, incluidos los contaminantes procedentes del exterior. Sin embargo, la investigación sobre la calidad del aire interior históricamente ha quedado en segundo plano frente a otras preocupaciones como la contaminación del agua residual.
Eso cambió con la pandemia de COVID-19.
«Los medios no prestaban mucha atención a la calidad del aire interior y, luego, la pandemia llegó de manera abrupta y de repente surgió una gran oportunidad para educar al público sobre el tema», dice Corsi.
Teniendo en cuenta que no todos podían trabajar desde casa y los niños eventualmente tendrían que regresar a la escuela, Corsi comprendió que las personas necesitaban una forma asequible de mantener el aire interior lo más seguro posible.
«Fue entonces cuando se nos ocurrió la idea de inventar un purificador de aire efectivo y de bajo costo que las personas pudieran construir ellas mismas», explica. Corsi esperaba llegar a la mayor cantidad de gente posible que no pudiera destinar cientos de dólares a adquirir un filtro de aire HEPA comercial.
La solución de bricolaje, llamada caja Corsi-Rosenthal (CR), se diseñó junto con el especialista en filtración Jim Rosenthal. La Caja CR consta de cuatro filtros de aire utilizados habitualmente en la calefacción, la ventilación y el aire acondicionado (HVAC), una base de cartón y un ventilador de caja para extraer el aire a través de los filtros y hacia el techo. Dado que los componentes son relativamente económicos, la Caja CR cuesta una fracción del precio de un filtro de aire HEPA.
Como destaca Corsi durante su presentación, él y sus colegas probaron hace poco la durabilidad y el desempeño de las Cajas CR instalando unidades en cuatro ubicaciones en todo el campus de UC Davis. Las hicieron funcionar durante 2500 horas, el equivalente a dos años de escuela preescolar, primaria y secundaria.
Los filtros de la Caja CR funcionaron igual o mejor que los filtros HEPA comparables. El sistema de bricolaje también fue más eficaz para eliminar partículas de 1-3 micrómetros de diámetro que las partículas de 0,35-1 micrómetros. Para hacerse una idea a escala, las partículas de humo típicas son más pequeñas que 1 micrómetro, mientras que el polvo y el polen son de 0,5-3 micrómetros.
Corsi explica que, aunque los filtros HEPA son más eficaces para eliminar partículas en una sola pasada que los filtros HVAC utilizados en el sistema de bricolaje, pasa mucho más aire a través de las Cajas CR, lo que hace que se eliminen más partículas del aire. Aunque la eficacia de las Cajas CR disminuyó con el tiempo, su rendimiento siguió siendo mejor que el de los filtros de aire HEPA nuevos y más caros para el tamaño de partícula más grande, y fue similar al de los filtros HEPA para partículas más pequeñas durante el período prolongado del estudio.
Para ver si las Cajas CR también podían eliminar partículas exhaladas por personas al hablar o estornudar, los investigadores probaron los sistemas en nubes respiratorias. «Simulamos una situación en la que dos personas hablan frente a una mesa junto a un simulador de nube respiratoria», explica Corsi. «Luego medimos la desintegración de esa nube sin la Caja CR y con cajas ubicadas alrededor de la habitación y funcionando a diferentes velocidades».
Se descubrió que cuando la Caja CR está entre 8 pies (244 centímetros) de las personas que hablan, la nube respiratoria se disipa en segundos a una distancia del dispositivo de filtrado de aire.
Para futuras mejoras, Corsi desea rediseñar las aspas de los ventiladores para que las Cajas CR sean más silenciosas, y ve el potencial de modificar los filtros con la finalidad de eliminar otros contaminantes interiores, como el formaldehído del mobiliario y los materiales de construcción, y el ozono del esmog y algunos equipos de oficina.
En un plano más personal, aprecia la sensación de empoderamiento que las Cajas CR brindan a las personas. «Algo que ha sido muy satisfactorio para mí es la cantidad de personas que me han dicho que sienten una gran satisfacción personal al saber que están construyendo algo que las ayuda a ellas y a sus familias o estudiantes», afirma.
La investigación fue financiada por UC Davis.
Visite el programa de la ACS Spring 2025 para obtener más información sobre esta presentación, “Evidence-based performance assessment of cost-accessible open-source air cleaners,” y otras presentaciones científicas.
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Nota para los periodistas: Notifique que esta investigación se presentó en una reunión de la American Chemical Society. La ACS no realiza investigaciones, sino que publica y difunde estudios científicos revisados por expertos.
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Title
Evidence-based performance assessment of cost-accessible open-source air cleaners
Abstract
Do-It-Yourself (open source) filter-based air cleaners have become popular in response to the COVID-19 pandemic, increasing frequency of wildfires in many regions, and an increasing public awareness of the adverse effects of airborne particulate matter in general. These systems provide the benefit of low cost, e.g., about 1/3rd to 1/8th the capital cost of comparable HEPA-based air cleaners, with similar recurring costs. Several research teams have tested one type of open-source air cleaner referred to as a Corsi-Rosenthal Box (CR Box) to determine clean air delivery rate (CADR) and found them to be more effective than HEPA-based air cleaners and with high effective air exchange rates in right-sized indoor spaces.
Recent studies on CR Boxes completed at the University of California, Davis will be presented. One involved longitudinal performance of CR Boxes placed in different university buildings and showed excellent performance across a range of particle sizes over operational times consistent with two K-12 school years. The single pass removal efficiency across all particle sizes generally tracked with or exceeded those expected for a MERV-13 filter. Initial CADR varied from approximately 600 m3/h to 1,500 m3/h for small (0.3 μm) to large (3 μm) particle diameters, respectively, on high flow setting, with some decline in CADR likely due to loss of electrostatic charge on filters. CADR for low and medium flow settings were lower but still exceeded those of commercial HEPA air cleaners.
A second study involves the impact of CR Boxes on room mixing conditions and rapid dispersion of respiratory plumes using simulated cross-table plumes emitted by respiratory system simulator with carbon dioxide as an inert respiratory tracer. CR Boxes are placed in various positions relative to the source and receptor with additional variations in fan flow settings. Results indicate near-infector benefits that complement the removal of far-field virus-laden respiratory aerosol particles.
Collectively, a growing base of data related to DIY air cleaners in general, and CR Boxes specifically, indicate potential for significant effectiveness and sustained performance at lowering building occupant exposures to fine and coarse particulate matter of both indoor and outdoor origin. This presentation will summarize evidence-based knowledge on DIY air cleaner effectiveness and address recommendations for widespread applications and continuing research needs.